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基于紫金桥组态软件示功图的油井无线巡控系统

  概述

  在我国陆上油田无论是平原、沙漠还是高原、严寒地区,油井的数据采集基本上靠人工完成,无论是天气炎热的盛夏还是千里冰封的数九寒天,采油工人都必须到现场采集油井示功图、电流图、状态及产量等井口生产数据,工人劳动强度大,并且数据的准确性可靠度完全依赖于采油工人的工作责任心。

  当前采油井管理及数据采集存在的问题:1.油井一般都很分散,分布范围广,地区偏远。对油井出现的异常情况不能及时发现、及时采取措施,从而导致原油产量降低,设备使用寿命减短,能耗增加,有时甚至会造成严重的经济损失,降低了经济效益。2.油井管理中的大量生产数据全靠人工采集,耗费大量的人力和物力,而数据的准确性则因数据采集人员的工作责任心而异。部分油井无法实现正常的井口资料采集及井下泵况的测试,影响油井的动态分析和日常管理,不能及时有效地对油井的工作情况进行分析和管理,影响油井的正常工作。3.油井采集的数据为非连续性数据,因而对油井真实工作状况无法准确地掌握,导致对油井的诊断时间拖得很长,而降低生产效率,增加了采油成本。

  基于紫金桥监控组态软件示功图的油井无线巡控系统,采用无线数传电台的形式在油井与主站之间形成通信网,有效的解决了因油井分布分散而造成的突发事件处理不及时的问题;数据直接传送到主站,避免信息采集中因人为因素造成的损失;采集信息实时性强,能够实时掌握现场的生产情况。

 

  解决方案

  利用井口数据采集器采集油井的状态、产量、示功图、电流图等参数,经过数传电台将数据传递到采油厂主站的实时数据库中。紫金桥监控组态软件利用自身的示功图组件,将实时数据库中的数据,显示为现场的实际示功图曲线和电流曲线,并提供相应的存储、查询、数据显示、打印以及放大缩小等功能。

  硬件介绍

  硬件系统是由固定安装在抽油机井井口的负荷、位移及电流传感器、数据采集处理器和上位机管理系统组成。该仪器功能之一是采集抽油机井的示功图数据,同时还可以采集到同一冲次内的电流数据,通过无线方式上传到油井监测系统,并形成曲线并存储供生产分析使用。

  硬件系统将传感器与数据采集处理部分整合,形成一体化RTU井口计量装置,放置井口进行长期监测和计量,并使其体积最小、功耗最低。这里选用新的超低功耗、集成化程度高的微控制器及相关电子原件开发而成。一体化RTU井口计量装置采用集成化程度高的微控制器可以使外围器件更少,减小了一体化RTU井口计量装置的主板体积。电子器件都要选择功耗低的,电源部分进行智能化管理,最大限度地降低功耗,减少由于长期使用而造成电能浪费,节约电能。

 

  紫金桥示功图组件简介

  示功图就是以抽油机光杆所承受的负荷为Y轴,以光杆的位移为X轴所绘制的平面曲线图形。

 

  示功图对油井监控极为重要,应用示功图的比较和分析诊断技术,对深井泵和油层生产状况进行分析,可达到优化抽油机井控制模式和参数的目的。

  根据抽油机的结构特点,负荷传感器安装在光杆的提升座上,位移传感器安装在采油机曲柄轴上部。通过角位移的变量,将光杆的升降负荷量转换为线性位移的曲线。现场绘制示功图的标准与专用测井仪器测出的示功图完全吻合。

  X轴:是指抽油机运行的一个冲程,从最低点到最高点的距离,一般为3米、3.5米、4米,或更高。X轴是一个可变的值,根据实际情况设定。单位为米,所以显示X轴位移的坐标信息为(米)。

Y轴:Y轴为负荷,单位为KN,在抽油机的运行过程中负荷是不断变化的。显示Y轴坐标信息单位为(千牛)。

  曲线说明:一个抽吸周期内由负荷与位移形成的封闭曲线,分为上行程和下行程。

  负荷最大值:指上行程负荷的最大值。

  负荷最小值:指下行程负荷的最小值。

  冲程:为抽油机提升臂带动光杆运动,从最低点到高点升降的距离,由位移量的最小值到最大值输出信号的变量确定。

 

  系统功能简介

  紫金桥监控组态软件提供完整的监控功能:

  • 显示:提供示功图、电流图的现实功能,满足油井监控的专业需要
  • 采集:利用无线电台等通信手段,完成对现场生产数据的采集。
  • 数据存储:通过强大的数据存储功能,便于对照和分析。
  • 报表功能:利用紫金桥软件强大的报表功能,根据用户的不同需要,灵活的显示各项记录。
  • 稳定性:利用紫金桥软件特有的动态加点功能,使系统具有更强的稳定性,适合长期运行。
  • 安全性:系统给具操作人员的不同,给与不同的操作权限,使整个操作更加安全。

 

  动态修改油井

  利用紫金桥软件特有的动态加点功能,真正做到运行时动态增加、修改、删除油井,极大的提高了系统监控的运行的连续性和稳定性。

  具有操作权限的操作工,可以很方便的增加、修改、删除油井,而不必再进行复杂的配置。

 

  状态查询

  系统自动可以每隔一定时间查询各油井的状态,也可以手动实时查询。利用报表显示各项参数值,并且能够根据现场需要修改某些参数的设定值。可以将数据导出为txt、csv等格式。

 

  功图数据显示

  利用紫金桥软件自身的示功图组件,可以灵活的显示油井的示功图、电流图。系统提供定时采集(每天一至两幅)和手动实时采集两种查询方式,手动采集又可以分为采集一口井和采集多口井。

  每次采集后都会生成一条带有时间标签的采集记录保存在报表中,双击即可查询显示;对于时间较久远的功图可以通过历史查询,来得到一段时间的功图、电流图记录。每一条记录均可以手动删除。在显示功图曲线的同时,同样会在报表中得到所有的功图、电流数据,并且可以将报表中的数据保存为文本文档或者Excel可以打开的文件格式。各曲线均可以打印。

 

  总结

  基于紫金桥组态软件示功图的油井无线监测系统,将油井与监控主站之间紧密的联系在同一个信息圈中,打破了传统的油井管理方式,实现了油井监测的信息化。软件本身特有的动态加点,一方面使增加、修改油井变得极为简单,节省了繁琐的开发周期,另一方面保障了系统的稳定性。强大而灵活的示功图组件,为油井的管理提供了可靠的依据。鉴于目前国内油井监测的现状和以上技术特点,本系统具有巨大的推广价值。